学习目标能够说出单体架构与微服务架构的优缺点能够了解分布式架构和云原生架构能够搭建黑马商城项目环境能够测试黑马商城项目的业务流程能够说出商城项目的业务模块及技术架构能够创建商品服务、购物车服务能够使用RestTemplate实现远程调用能够说出服务注册与发现流程能够使用Nacos实现服务注册与发现会使用OpenFeign实现远程调用能够抽取API工程搭建环境在开始本课程之前请参考“ 环境搭建” 文档搭建黑马商城项目运行环境，最终将黑马商城项目跑起来。黑马商城项目是一个单体项目，基于Spring Boot开发，数据库使用MySQL。微服务框架阶段的课程以黑马商城项目作为案例驱动，使用微服务架构去构建黑马商城项目，并解决其中出现的各种问题。1.认识微服务之前我们学习的项目一是单体项目，可以满足小型项目或传统项目的开发。而在互联网时代，越来越多的公司采用微服务架构。这一章我们从单体架构的优缺点来分析，看看开发大型项目采用单体架构存在哪些问题，而微服务架构又是如何解决这些问题的。1.1 单体架构单体架构（monolithic structure）：整个项目只有一个工程，所有业务模块都在这一个工程中，并采用一个数据库，如下图：项目部署时需要对所有模块一起编译、打包，打成一个jar包或war包，如下图：当项目规模较小时，这种模式上手快，部署、运维也都很方便，因此早期很多小型项目都采用这种模式。优点：1.整个项目只有一个工程，结构简单，开发周期短。2.部署简单。缺点：随着项目的规模越来越大，团队开发人员也不断增加，单体架构就呈现出越来越多的问题：1.团队协作成本高：试想一下，你们团队数十个人同时协作开发同一个Java工程，由于所有模块都在一个工程中，最终要把所有模块代码合并到一个分支，代码冲突率增加，团队协作成本增加。2.系统发布效率低：任何模块变更都需要发布整个系统，任何一处出现问题都会导致发布失败，往往一次发布需要数十分钟甚至数小时。3.扩展困难，在单体架构中，所有功能紧密集成，这意味着当某一部分（如订单处理）需要更多资源时，整个系统必须一起扩展。例如，在双十一期间订单量激增，不仅订单接口需要更多支持，支付接口也是如此。但由于采用了单体架构，我们不能单独扩展这些服务，而是需要增加整个系统的资源或者部署更多服务器节点，这可能会导致其他部分资源的浪费。如下图，单体架构通常用集群的方式提高系统的能力。应用场景：单体架构适合小型项目。1.2 微服务架构随着软件业的兴起，以及互联网的发展，对于一些大型的软件项目，单体架构已不能适应需求，软件架构经过的几代的演变，如今对于大型项目更多的会采用微服务架构。微服务架构，将整个项目分为多个服务，每个服务是一个工程，通常是根据业务模块去划分[准确来说是DDD领域模型(可参见：领域驱动设计:软件核心复杂性应对之道)]，比如：电商项目如果按微服务架构开发就需要独立出来：商品服务、用户服务、交易服务、支付服务等多个服务，这些服务最主要的是要做到边界清晰，单一职责，服务的功能范围可以很小，所以称为微服务架构。例如，黑马商城项目，我们就可以把商品、用户、购物车、交易等模块拆分，交给不同团队开发，并独立部署：思考以下几个问题：①商品包含：新增、上架、下架、更新、删除、查找，还有关联的分类信息维护，还有SPU&SKU的维护，请问是都放在一个模块，还是多个模块呢？②支付和交易的关系：主要是对接微信、支付宝、银联等，是否应该和订单模块放在一起呢？③购物车服务：只有加入、清空功能吗？商品库存没有或下架后怎么处理？用户未登录怎么加入购物车？微服务架构的一些特点：单一职责原则：每个微服务专注于执行单一业务功能，并且尽量减少对外部服务的依赖，实现高内聚低耦合。团队自治：每个微服务通常由一个小团队（通常不超过10人，即所谓的“两块披萨团队”）负责，包括开发、测试、部署和运维等全过程。服务自治：每个微服务都是独立的，可以独立部署、扩展和维护，拥有自己的数据库实例，以确保服务之间的隔离性和最小化相互影响。以上可以简单理解为：微服务架构就是由若干小的单体系统组成的。单体架构存在的问题可以通过采用微服务架构来解决：问题：团队协作成本高 解决：通过服务拆分，每个服务的代码量相对较小，每个服务通常由1至3名开发者维护，显著降低了协作成本。问题：系统发布效率低 解决：每个服务都是独立部署的，当某个服务需要更新时，只需对该服务进行打包和部署，提高了发布效率并减少了风险。问题：系统可用性差 解决：通过将服务独立部署，并确保每个服务都有自己的资源（如独立的数据库），可以有效防止一个服务的问题影响到其他服务。问题：扩展困难 解决：微服务架构允许根据实际需求有针对性地对特定服务进行扩展或升级，而不需要对整个系统进行扩展，提高了资源利用率和灵活性。根据上述内容，我们可以总结出微服务架构的优点和缺点如下：优点有利于项目的扩展与维护服务之间解耦，易于理解和维护。每个服务可以独立扩展，提高资源利用效率。缺点项目复杂性增加每个服务需要独立的设计、开发和测试，增加了项目的复杂度。管理多个服务间的依赖关系变得更加困难，例如交易服务可能依赖于商品服务和用户服务。运维成本增加需要管理和监控多个服务实例，增加了运维的复杂度。每个服务都需要单独部署、监控和维护，这可能需要更多的自动化工具和技术支持。综上所述，虽然微服务架构带来了更好的扩展性和维护性，但也引入了额外的复杂性和运维挑战。应用场景：微服务架构是适合大型项目很多人还是会顾虑：不就是把几个包里面的代码拆分拆分吗，为什么非要拆出去呢？①流量分发：比如订单流量高，一个工程的话，是不是会影响个人中心的登录呢②故障解耦：订单流量大，容易故障，所以订单挂了不能影响别的服务③降低成本：订单高QPS TPS给干个4台机器，商品CRUD就一台就好④管理方便：发布的时候，小应用[个人中心、积分中心]就不用咋管，大应用[订单中心、支付中心]多操心1.3. 扩展AI:分布式架构是什么？分布式架构是指由多个独立计算机组成的一个系统，即一个系统由多个部分组成，每个部分分别部署在不同的计算机上，这些计算机通过网络互相连接，并且能够协同工作以完成共同的任务。早期的分布式架构是将整个项目拆分成多个系统，相比微服务架构划分服务的粒度是粗的，比如：一个电商项目包括了认证系统，门户，主站等。发展到微服务架构会将一个项目划分为多个微服务，例如电商项目包括：商品服务、用户服务、认证服务、订单服务等微服务。所以，微服务架构就是一种分布式架构，将各个服务分布在不同的计算机上，这些服务之间通过协作去完成业务流程。下面分享几个微服务架构图：AI:云原生架构是什么？云原生(Cloud Native)应用程序是为云环境而设计的，能够利用云平台的弹性、可扩展性和服务导向的特性。云原生架构的核心理念包括容器化、微服务、持续交付和DevOps实践。云原生架构就可以理解为微服务架构的项目使用云平台（阿里云、腾讯云等）去构建。主要特征容器化：应用程序运行在容器内，如Docker容器，以便于标准化、隔离和移植。容器化提供了轻量级的虚拟化，使应用程序能够在任何环境中一致地运行。微服务：将应用程序分解为一组小型、独立的服务，每个服务都实现了特定的功能。微服务可以独立部署、扩展和更新，提高了应用程序的可维护性和灵活性。持续交付：采用自动化工具和流程来频繁地部署和更新应用程序。通过持续集成和持续部署（CI/CD）管道实现快速迭代和反馈循环。DevOps文化：强调开发人员和运维团队之间的紧密合作。通过自动化和协作工具促进敏捷开发、快速部署和持续改进。弹性与可扩展性：设计应用程序以适应不断变化的工作负载，能够自动伸缩资源。利用云平台提供的服务，如自动扩展、负载均衡和冗余机制，以保证高可用性和性能。1.4 面试题你们的项目为什么要用微服务架构？2 构建微服务工程2.1 熟悉黑马商城2.1.1 运行单体项目接下来，我们就一起使用微服务架构去构建黑马商城项目，并解决其中出现的各种问题。本项目是为教学需求而设计的简化版项目，在后期的互相网项目阶段我们会接触完整的电商项目。2.1.2. 熟悉项目2.1.2.1 登录功能首先来看一下登录业务流程，下图黄色框内。登录入口在com.hmall.controller.UserController中的login方法：2.1.2.2 搜索商品在首页搜索框输入关键字，点击搜索即可进入搜索列表页面：该页面会调用接口：/search/list，对应的服务端入口在com.hmall.controller.SearchController中的search方法：这里目前是利用数据库实现了简单的分页查询。2.1.2.3 购物车在搜索到的商品列表中，点击按钮加入购物车，即可将商品加入购物车：加入成功后即可进入购物车列表页，查看自己购物车商品列表：同时这里还可以对购物车实现修改、删除等操作。相关功能全部在com.hmall.controller.CartController中：2.1.2.4 下单在购物车页面点击结算按钮，会进入订单结算页面：点击提交订单，会提交请求到服务端，服务端做3件事情：创建一个新的订单扣减商品库存清理购物车中商品业务入口在com.hmall.controller.OrderController中的createOrder方法：2.1.2.5 支付下单完成后会跳转到支付页面，目前只支持余额支付：在选择余额支付这种方式后，会发起请求到服务端，服务端会立刻创建一个支付流水单，并返回支付流水单号到前端。当用户输入用户密码，然后点击确认支付时，页面会发送请求到服务端，而服务端会做几件事情：校验用户密码扣减余额修改支付流水状态修改交易订单状态支付成功：请求入口在com.hmall.controller.PayController中：支付成功可以查看user表的余额字段是否减少bug修复(作业)Bug描述: 在测试中发现支付成功后用户表的余额字段并没有减少相应的金额。请排查问题并进行修复。修复后进行测试。2.1.2.6 小结如何去熟悉一个项目？首先要去熟悉项目的业务需求、业务流程、业务模块等。然后再熟悉项目技术架构，以及所用到技术点，可通过阅读代码、系统测试，分模块去熟悉。黑马商城项目包括几个模块：认证模块、用户管理、商品管理、购物车、交易模块、支付模块等。黑马商城项目用的什么技术架构：黑马商城单体项目使用Spring Boot 2.7.X版本开发，数据库用的MySQL8，还用到了MQ、Redis、Elasticsearch等中间件。难的不是技术，而是业务。195 20K大佬 转正后的感悟自研的强度大，与之而来的是快速成长和收获（真不是画饼）2.2 创建微服务工程本节我们开始使用微服务架构去开发黑马商城项目。2.2.1. 系统架构2.2.1.1 系统架构图我们用微服务架构开发黑马商城项目首先需要划分微服务，通常是按照业务模块进行划分，同时也会将一些通用的功能抽取成一个微服务，微服务要做到单一职责，高内聚低耦合。用户端请统一请求到网关（比如nginx），由网关将请求转发到微服务。每个微服务是一个Spring Boot工程，微服务的地址统一由服务注册中心管理。每个微服务有自己的数据库，比如：商品数据库、用户数据库。在数据层除了MySQL之外还有非关系数据库Redis、ES等，满足不同的需求。系统架构图如下[反复熟悉，直到精通]：2.2.1.2 认识Spring Cloud每个微服务是一个SpringBoot工程，微服务之间的通信协作、服务保护等各种问题都有对应的解决方案和微服务组件，SpringCloud框架可以说是目前Java领域最全面的微服务组件的集合了，如下图：Spring Cloud 是一个基于 Spring Boot 的微服务开发框架，它依托于SpringBoot的自动装配能力，它提供了一套完整的微服务解决方案。Spring Cloud 旨在帮助开发者快速构建分布式系统中的服务，包括服务发现、配置管理、API 网关、断路器、智能路由、负载均衡、消息总线、服务间通信等功能。Spring Cloud 是一个非常强大的工具集，可以帮助开发者快速构建健壮的微服务架构。Spring Cloud主要组件包括：Eureka：服务发现与注册 [国内基本都被Nacos替代]Zuul 或 Spring Cloud Gateway：API 网关 [还有很多网关，如：https://konghq.com/]Hystrix：断路器 [阿里的Sentinel可以替代]Ribbon，Spring Cloud LoadBalancer：客户端负载均衡。Feign、OpenFeign：声明式服务调用。Config Server：外部配置中心 [国内基本都被Nacos替代]以下是SpringCloud和SpringBoot的版本对应关系，SpringCloud依赖SpringBoot：当前SpringBoot版本为3.3.x版本，目前在企业中大部分还在使用 2.7.x及以下版本，所以我们的课程使用：Spring Cloud 2021.0.x以及Spring Boot 2.7.x版本，重点讲解Spring Cloud Alibaba 框架的核心组件。Spring Cloud Alibaba 是阿里巴巴基于 Spring Cloud 开发的一套微服务开发工具包在当前非常流行，它针对 Spring Cloud 的一些组件进行了扩展和替换，以便更好地适应中国开发者的需求和阿里巴巴集团内部的技术栈。Spring Cloud Alibaba主要组件包括：Nacos：服务发现和配置中心。Sentinel：流量控制组件。Dubbo：RPC 框架的 Spring Cloud 支持。RocketMQ：消息中间件的支持。Spring Cloud Alibaba与Spring Cloud 的联系：基于 Spring Boot：两者都是基于 Spring Boot 的微服务框架。Spring Cloud 核心理念：Spring Cloud Alibaba 遵循 Spring Cloud 的设计理念和模式。组件兼容：Spring Cloud Alibaba 的组件可以与 Spring Cloud 的其他组件配合使用。Spring Cloud Alibaba与Spring Cloud 的区别：服务发现：Spring Cloud 使用的是 Netflix Eureka，而 Spring Cloud Alibaba 使用的是 Nacos。断路器：Spring Cloud 原生支持 Hystrix，而 Spring Cloud Alibaba 推荐使用 Sentinel。配置管理：Spring Cloud 使用 Spring Cloud Config Server，而 Spring Cloud Alibaba 使用 Nacos 作为配置中心。负载均衡：Spring Cloud LoadBalancer结合 Nacos实现负载均衡。远程调用支持：Spring Cloud Alibaba 支持 Dubbo 作为 RPC 调用框架，而 Spring Cloud 默认不包含 RPC 支持。2.2.1.3 面试题SpringBoot和SpringCloud,请你谈谈对他们的理解？Spring Cloud Alibaba与Spring Cloud区别和联系？你们Spring Cloud用的什么版本？2.2.2. 创建基础工程2.2.2.1 创建父工程本课程使用maven创建微服务架构的电商项目，首先需要创建父工程，在父工程中主要是要pom.xml中规范依赖的版本，我们已经明确使用Spring Cloud Alibaba ，且SpringBoot的版本使用 2.7.x版本。本课程提供的git仓库：https://gitee.com/mrt-springcloudv1/hmall-micro.git先fork本仓库，再从自己空间拉取hmall-micro的代码。切换到dev_01分支。创建成功，如下图【就是一个空项目】：在项目根目录创建pom.xml：如果pom.xml文件图标不是pom字样需要右键点击如下图：选择jdk版本为11：在pom.xml中重点定义了Spring Boot、Spring Cloud和Spring Cloud Alibaba的版本号：对应的版本：2.2.2.2 创建common工程将原项目的hm-common拷贝到新项目目录下如果pom.xml文件图标不是pom字样需要右键点击：右键pom文件--选择下图选项如下图：2.2.3.商品服务接下来，我们先把商品管理功能、购物车功能抽取为两个独立的微服务，其它的微服务根据教学的需求大家请自行创建。2.2.3.1 创建数据库接下来创建商品服务。首先创建商品服务的数据库，导入数据库表。默认的数据库连接的是虚拟机，在你docker数据库执行课前资料提供的SQL文件：以下命令需要自己能够想到①启动docker：systemctl start docker②查看mysql是否启动（默认自启动）：docker ps③如未启动，则手动启动：docker start mysql最终，会在数据库创建一个名为hm-item的database，将来的每一个微服务都会有自己的一个database：链接信息：url：192.168.101.68:3306username：rootpassword：mysql注意：虚拟机已经存在hm-item数据库，可不用重复创建，提前确认一下即可。2.2.3.2 创建工程在项目中创建module：选择maven模块，设定JDK版本为11，模块名为item-service：引入依赖：
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xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
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<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.hmall</groupId>
<artifactId>hmall-parent</artifactId>
<packaging>pom</packaging>
<version>1.0.0</version>
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.7.12</version>
<relativePath/>
</parent>
<properties>
<maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
<org.projectlombok.version>1.18.20</org.projectlombok.version>
<spring-cloud.version>2021.0.3</spring-cloud.version>
<spring-cloud-alibaba.version>2021.0.4.0</spring-cloud-alibaba.version>
<mybatis-plus.version>3.4.3</mybatis-plus.version>
<hutool.version>5.8.11</hutool.version>
<mysql.version>8.0.23</mysql.version>
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<!-- 对依赖包进行管理 -->
<dependencyManagement>
<dependencies>
<!--spring cloud-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>${spring-cloud.version}</version>
<!-- type=pom ,scope=import 表示继承 和 parent 作用一样 -->
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<!--spring cloud alibaba-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
<version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<!-- 数据库驱动包管理 -->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>${mysql.version}</version>
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<!-- mybatis plus 管理 -->
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<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
<version>${mybatis-plus.version}</version>
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<!--hutool工具包-->
<dependency>
<groupId>cn.hutool</groupId>
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<version>${hutool.version}</version>
</dependency>
</dependencies>
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<dependencies>
<!-- lombok 管理 -->
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<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>${org.projectlombok.version}</version>
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<!--单元测试-->
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
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<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
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<target>11</target> <!-- depending on your project -->
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5
36
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<paren
